Алгоритм partial_sort
partial_sort — это алгоритм сортировки из стандартной библиотеки, который упорядочивает только часть контейнера.
Сортирует элементы в диапазоне [first, middle). Элементы справа от middle остаются без изменений
При работе с частью данных эффективнее полной сортировки. Внутри использует алгоритм quicksort.
Применение:
— Быстрый поиск K наибольших/наименьших элементов.
— Сортировка только части большого массива данных.
— Оптимизация производительности по сравнению с полной сортировкой.
#это_база
partial_sort — это алгоритм сортировки из стандартной библиотеки, который упорядочивает только часть контейнера.
Сортирует элементы в диапазоне [first, middle). Элементы справа от middle остаются без изменений
При работе с частью данных эффективнее полной сортировки. Внутри использует алгоритм quicksort.
Применение:
— Быстрый поиск K наибольших/наименьших элементов.
— Сортировка только части большого массива данных.
— Оптимизация производительности по сравнению с полной сортировкой.
#это_база
Алгоритм equal_range
equal_range — это алгоритм поиска из стандартной библиотеки, который находит диапазон элементов, эквивалентных заданному значению.
Принимает отсортированный диапазон, искомое значение и возвращает пару итераторов, задающих найденный диапазон.
Диапазон содержит все элементы, эквивалентные значению. Если элементов нет — итераторы будут указывать на один элемент.
Применение:
— Поиск всех элементов, соответствующих значению.
— Получение диапазона для последующей обработки.
— Высокоэффективная альтернатива линейному поиску.
#это_база
equal_range — это алгоритм поиска из стандартной библиотеки, который находит диапазон элементов, эквивалентных заданному значению.
Принимает отсортированный диапазон, искомое значение и возвращает пару итераторов, задающих найденный диапазон.
Диапазон содержит все элементы, эквивалентные значению. Если элементов нет — итераторы будут указывать на один элемент.
Применение:
— Поиск всех элементов, соответствующих значению.
— Получение диапазона для последующей обработки.
— Высокоэффективная альтернатива линейному поиску.
#это_база
#вопросы_с_собеседований
Расскажите об использовании realloc в контейнерах.
realloc используется в контейнерах динамической памяти, таких как vector, для изменения выделенной памяти при добавлении или удалении элементов.
realloc вызывается при заполнении текущего буфера в контейнере и память перевыделяется большими блоками (обычно в 2 раза больше). Это позволяет избежать постоянного выделения памяти заново.
Само перевыделение происходит автоматически, скрыто от разработчика.
При частых вызовах может привести к фрагментации памяти.
Расскажите об использовании realloc в контейнерах.
realloc вызывается при заполнении текущего буфера в контейнере и память перевыделяется большими блоками (обычно в 2 раза больше). Это позволяет избежать постоянного выделения памяти заново.
Само перевыделение происходит автоматически, скрыто от разработчика.
При частых вызовах может привести к фрагментации памяти.
#вопросы_с_собеседований
Расскажите о работе с сырыми указателями.
Работа с сырыми указателями (raw pointers) требует внимания к управлению памятью:
— Сырой указатель содержит только адрес памяти, без информации о длительности владения.
— Память под указатель выделяется вручную с помощью new и освобождается вручную с delete.
— Опасность утечек памяти при потере последнего указателя на объект.
— Нужно следить за правильностью вызовов new/delete во избежание ошибок.
— Может привести к проблемам при копировании указателей (неявное копирование объекта).
— Предпочтительно использовать умные указатели вроде unique_ptr для безопасности.
— Сырые указатели полезны для низкоуровневых оптимизаций производительности.
— Требуют явного кодирования работы с памятью в стиле Си.
Расскажите о работе с сырыми указателями.
— Сырой указатель содержит только адрес памяти, без информации о длительности владения.
— Память под указатель выделяется вручную с помощью new и освобождается вручную с delete.
— Опасность утечек памяти при потере последнего указателя на объект.
— Нужно следить за правильностью вызовов new/delete во избежание ошибок.
— Может привести к проблемам при копировании указателей (неявное копирование объекта).
— Предпочтительно использовать умные указатели вроде unique_ptr для безопасности.
— Сырые указатели полезны для низкоуровневых оптимизаций производительности.
— Требуют явного кодирования работы с памятью в стиле Си.
static_assert
static_assert — это механизм проверки условий компиляции. Он позволяет выдавать ошибку компиляции, если не выполняется некое условие.
Основные случаи использования:
— Проверка размера типов данных.
— Проверка наличия функций или методов у классов.
— Верификация определенных свойств на этапе компиляции.
— Проверка корректности шаблонных параметров.
— Выявление ошибок в зависимостях между типами данных.
Преимущества:
— Выявляет ошибки на этапе компиляции, не дожидаясь выполнения.
— Позволяет проверить условия, которые нельзя проверить во время выполнения.
— Улучшает читаемость кода за счет явных проверок.
static_assert широко используется в шаблонах и метапрограммировании.
static_assert — это механизм проверки условий компиляции. Он позволяет выдавать ошибку компиляции, если не выполняется некое условие.
Основные случаи использования:
— Проверка размера типов данных.
— Проверка наличия функций или методов у классов.
— Верификация определенных свойств на этапе компиляции.
— Проверка корректности шаблонных параметров.
— Выявление ошибок в зависимостях между типами данных.
Преимущества:
— Выявляет ошибки на этапе компиляции, не дожидаясь выполнения.
— Позволяет проверить условия, которые нельзя проверить во время выполнения.
— Улучшает читаемость кода за счет явных проверок.
static_assert широко используется в шаблонах и метапрограммировании.
Декомпозиция при объявлении (structural bindings)
Structural bindings — это возможность С++17 разложить объект на отдельные переменные прямо в месте объявления.
Позволяет избежать временных объектов при разборе структур, сокращает и упрощает код при работе со структурами.
Structural bindings активно используется в модульном тестировании для проверки структур и классов.
Также применяется для деструктуризации данных в функциональном программировании.
Structural bindings — это возможность С++17 разложить объект на отдельные переменные прямо в месте объявления.
Позволяет избежать временных объектов при разборе структур, сокращает и упрощает код при работе со структурами.
Structural bindings активно используется в модульном тестировании для проверки структур и классов.
Также применяется для деструктуризации данных в функциональном программировании.
std::array
В отличие от обычных C-style массивов,
Основные характеристики:
— Размер массива задается шаблонным параметром и не может изменяться во время выполнения.
— Элементы хранятся в последовательной памяти, что дает хорошую локальность и производительность.
— Поддерживает итераторы, можно использовать в циклах range-for.
— Имеет полезные методы —
— Автоматически инициализирует элементы по умолчанию.
— Передается по значению, в отличие от сырых указателей.
std::array — это шаблонный контейнерный тип данных, представляющий собой статический массив с фиксированным размером. В отличие от обычных C-style массивов,
std::array является полноценным объектом со всеми преимуществами ООП.Основные характеристики:
— Размер массива задается шаблонным параметром и не может изменяться во время выполнения.
— Элементы хранятся в последовательной памяти, что дает хорошую локальность и производительность.
— Поддерживает итераторы, можно использовать в циклах range-for.
— Имеет полезные методы —
size(), front(), back(), data() и др.— Автоматически инициализирует элементы по умолчанию.
— Передается по значению, в отличие от сырых указателей.
buf указатель
buf — это указатель на буфер (массив байтов), часто использующийся для работы с бинарными данными.
Объявляется как
В основном используется совместно с функциями
Часто применяется в сетевом программировании, криптографии.
buf — это указатель на буфер (массив байтов), часто использующийся для работы с бинарными данными.
Объявляется как
u_char *buf или unsigned char *buf. Хранит данные типа unsigned char. Используется для указания на выделенный буфер памяти, куда будут помещаться данные.В основном используется совместно с функциями
memcpy, memset и др. для копирования данных.Часто применяется в сетевом программировании, криптографии.
Токенизация строки
Токенизация строки — это процесс разбиения строки на токены (лексемы) — отдельные элементы, например слова, числа, операторы.
Для токенизации нужно:
— Разбить строку на токены при помощи разделителей, например пробелов.
— Классифицировать каждый токен — определить его тип (число, строка, оператор и т. д.)
— Преобразовать токены к нужному типу, например из строки в число.
— Сохранить результаты в подходящей структуре данных.
— Обрабатывать ошибки, например неверный формат числа.
Для разбиения строки на токены в С++ удобно использовать
Для хранения результатов часто используют структуры или классы, хранящие тип и значение токена.
Токенизация нужна для разбора входных данных, конфигурационных файлов, математических выражений и т. д.
#это_база
Токенизация строки — это процесс разбиения строки на токены (лексемы) — отдельные элементы, например слова, числа, операторы.
Для токенизации нужно:
— Разбить строку на токены при помощи разделителей, например пробелов.
— Классифицировать каждый токен — определить его тип (число, строка, оператор и т. д.)
— Преобразовать токены к нужному типу, например из строки в число.
— Сохранить результаты в подходящей структуре данных.
— Обрабатывать ошибки, например неверный формат числа.
Для разбиения строки на токены в С++ удобно использовать
stringstream.Для хранения результатов часто используют структуры или классы, хранящие тип и значение токена.
Токенизация нужна для разбора входных данных, конфигурационных файлов, математических выражений и т. д.
#это_база
rvalue
Константные ссылки или ссылки на
Неконстантные ссылки (
*
#это_база
Rvalue — это временный объект, который может быть перемещен или скопирован. Например, результат выражения или возвращаемое значение функции — это rvalue. Rvalues являются временными объектами, которые разрушаются после использования. Перемещение ресурсов из rvalue более эффективно, чем копирование.Константные ссылки или ссылки на
const (const T&) могут связываться только с lvalues.Неконстантные ссылки (
T&) могут связываться как с lvalues, так и с rvalues.*
Lvalue — объект с именем, например переменная.#это_база
#вопросы_с_собеседований
Как работают константные методы?
Константные методы — это методы, которые помечены модификатором final. Это означает, что тело метода не может быть переопределено в подклассах.
Константные методы часто используются, когда нужно предоставить клиентам неизменяемую реализацию некоторой функциональности. Например, утилитные классы часто содержат константные методы.
Основные характеристики константных методов:
— Могут вызываться на экземплярах класса, так как не являются статическими.
— Может обращаться к полям класса, даже нестатическим, т. к. вызывается на объекте класса.
— Может вызывать другие методы класса, в том числе не константные.
— Сигнатура константного метода в подклассе должна полностью совпадать с сигнатурой в суперклассе, иначе это будет перегрузка, а не переопределение.
Как работают константные методы?
Константные методы часто используются, когда нужно предоставить клиентам неизменяемую реализацию некоторой функциональности. Например, утилитные классы часто содержат константные методы.
Основные характеристики константных методов:
— Могут вызываться на экземплярах класса, так как не являются статическими.
— Может обращаться к полям класса, даже нестатическим, т. к. вызывается на объекте класса.
— Может вызывать другие методы класса, в том числе не константные.
— Сигнатура константного метода в подклассе должна полностью совпадать с сигнатурой в суперклассе, иначе это будет перегрузка, а не переопределение.
#вопросы_с_собеседований
Что такое глубокое копирование?
Глубокое копирование (deep copy) — это создание полной копии объекта, включая все его внутренние объекты и поля.
В Java глубокое копирование нужно реализовывать вручную, так как оператор присваивания и конструктор копирования создают поверхностную копию (shallow copy).
При поверхностном копировании копируются только поля текущего объекта. Внутренние объекты не копируются, а их ссылки просто переносятся в новый объект.
При глубоком копировании рекурсивно копируются также все вложенные объекты. Это позволяет разорвать связь между исходным объектом и копией.
Для глубокого копирования в Java используют:
— Переопределение метода clone().
— Сериализацию объекта.
— Вручную рекурсивно копировать все поля и вложенные объекты.
Глубокое копирование нужно, чтобы изменения в копии объекта не влияли на оригинал. Это важно для правильной работы программы.
Что такое глубокое копирование?
В Java глубокое копирование нужно реализовывать вручную, так как оператор присваивания и конструктор копирования создают поверхностную копию (shallow copy).
При поверхностном копировании копируются только поля текущего объекта. Внутренние объекты не копируются, а их ссылки просто переносятся в новый объект.
При глубоком копировании рекурсивно копируются также все вложенные объекты. Это позволяет разорвать связь между исходным объектом и копией.
Для глубокого копирования в Java используют:
— Переопределение метода clone().
— Сериализацию объекта.
— Вручную рекурсивно копировать все поля и вложенные объекты.
Глубокое копирование нужно, чтобы изменения в копии объекта не влияли на оригинал. Это важно для правильной работы программы.
Паттерн Strategy
Паттерн Strategy — это паттерн проектирования, который позволяет определять семейства связанных алгоритмов и делать их взаимозаменяемыми.
Это дает возможность выбирать конкретный алгоритм во время выполнения программы.
Основная идея паттерна Strategy заключается в том, чтобы вынести алгоритмы в отдельные классы-стратегии и передавать нужную стратегию в клиентский код.
Это паттерн используется, когда:
— Нужно использовать разные варианты одного и того же алгоритма в разных ситуациях.
— Нужно легко добавлять новые стратегии, не меняя существующий клиентский код.
— Нужно избавиться от условных операторов, выбирающих алгоритм.
Паттерн Strategy — это паттерн проектирования, который позволяет определять семейства связанных алгоритмов и делать их взаимозаменяемыми.
Это дает возможность выбирать конкретный алгоритм во время выполнения программы.
Основная идея паттерна Strategy заключается в том, чтобы вынести алгоритмы в отдельные классы-стратегии и передавать нужную стратегию в клиентский код.
Это паттерн используется, когда:
— Нужно использовать разные варианты одного и того же алгоритма в разных ситуациях.
— Нужно легко добавлять новые стратегии, не меняя существующий клиентский код.
— Нужно избавиться от условных операторов, выбирающих алгоритм.
std::byte
Это тип с фиксированным размером в 1 байт, в отличие от
Поддерживает все операции сдвига и битовые операции
— Для представления байтовых данных без неявных преобразований типов.
— В низкоуровневом коде, работающем с памятью, регистрами и т. д.
— В криптографии и работе с сетевыми данными.
— Для явного обозначения, что переменная содержит просто байт данных.
Преимущества
— Независим от платформы, в отличие от
— Повышает читаемость кода, явно указывая на тип "байт".
— Исключает ошибки преобразования к
std::byte — это тип данных, представляющий собой байт, введенный в С++17.Это тип с фиксированным размером в 1 байт, в отличие от
char, размер которого зависит от платформы. Гарантированно не имеет знака (unsigned)Поддерживает все операции сдвига и битовые операции
std::byte используется в следующих случаях:— Для представления байтовых данных без неявных преобразований типов.
— В низкоуровневом коде, работающем с памятью, регистрами и т. д.
— В криптографии и работе с сетевыми данными.
— Для явного обозначения, что переменная содержит просто байт данных.
Преимущества
std::byte:— Независим от платформы, в отличие от
char и uint8_t.— Повышает читаемость кода, явно указывая на тип "байт".
— Исключает ошибки преобразования к
int/bool при вычислениях.Побитовое копирование
Побитовое копирование — копирование данных из одного объекта в другой побитно, без каких-либо преобразований.
Оно используется для копирования структур и классов. Когда мы присваиваем один объект другому того же типа, происходит побитовое копирование.
Побитовое копирование быстрее обычного копирования, так как не требует вызова конструкторов и деструкторов. Но при этом копируются все данные объекта, даже те, которые не нужны.
Чтобы предотвратить побитовое копирование для класса, можно объявить конструктор копирования и оператор присваивания
Также для предотвращения побитового копирования можно использовать ключевое слово
#это_база
Побитовое копирование — копирование данных из одного объекта в другой побитно, без каких-либо преобразований.
Оно используется для копирования структур и классов. Когда мы присваиваем один объект другому того же типа, происходит побитовое копирование.
Побитовое копирование быстрее обычного копирования, так как не требует вызова конструкторов и деструкторов. Но при этом копируются все данные объекта, даже те, которые не нужны.
Чтобы предотвратить побитовое копирование для класса, можно объявить конструктор копирования и оператор присваивания
private. Тогда компилятор выдаст ошибку при попытке копирования.Также для предотвращения побитового копирования можно использовать ключевое слово
delete для этих методов.#это_база
Почленное копирование
Почленное копирование — это копирование объекта с полным копированием его внутреннего состояния.
Оно используется для корректного копирования там, где побитовое копирование оказывается неэффективным.
Почленное копирование выполняется с помощью конструктора копирования и оператора присваивания. В них для каждого поля выполняется отдельное копирование.
Для указателей и выделенной памяти почленное копирование подразумевает выделение новой памяти и копирование данных по элементам.
Почленное копирование медленнее побитового, так как требует дополнительных операций. Зато оно корректно копирует состояние объекта.
Но, зато оно помогает избежать типичных ошибок, связанных с побитовым копированием.
Чтобы включить почленное копирование в класс, нужно определить для него конструктор копирования и оператор присваивания с нужной логикой копирования.
Можно также использовать ключевое слово
#это_база
Почленное копирование — это копирование объекта с полным копированием его внутреннего состояния.
Оно используется для корректного копирования там, где побитовое копирование оказывается неэффективным.
Почленное копирование выполняется с помощью конструктора копирования и оператора присваивания. В них для каждого поля выполняется отдельное копирование.
Для указателей и выделенной памяти почленное копирование подразумевает выделение новой памяти и копирование данных по элементам.
Почленное копирование медленнее побитового, так как требует дополнительных операций. Зато оно корректно копирует состояние объекта.
Но, зато оно помогает избежать типичных ошибок, связанных с побитовым копированием.
Чтобы включить почленное копирование в класс, нужно определить для него конструктор копирования и оператор присваивания с нужной логикой копирования.
Можно также использовать ключевое слово
copy для полей класса, чтобы компилятор автоматически сгенерировал код копирования для них.#это_база
#вопросы_с_собеседований
Почему вызов container.size() перед каждой итерацией цикла является плохой практикой?
Вызов container.size() перед каждой итерацией по контейнеру не является оптимальным, так как это приводит к линейной сложности O(n).
Вместо этого лучше сохранить размер контейнера в переменную до цикла, таким образом размер вычисляется только один раз, а доступ к элементам в цикле происходит за константное время O(1).
Это позволяет избежать лишних вычислений размера на каждой итерации и улучшает производительность.
Почему вызов container.size() перед каждой итерацией цикла является плохой практикой?
Вместо этого лучше сохранить размер контейнера в переменную до цикла, таким образом размер вычисляется только один раз, а доступ к элементам в цикле происходит за константное время O(1).
Это позволяет избежать лишних вычислений размера на каждой итерации и улучшает производительность.
#вопросы_с_собеседований
В чем разница между многопоточностью и асинхронностью?
Разница между многопоточностью и асинхронностью заключается в подходе к параллельному выполнению кода.
При многопоточности создаются несколько потоков управления, которые выполняются параллельно и могут разделять общие данные.
Это позволяет эффективно использовать многоядерные процессоры, но требует синхронизации доступа к общим данным с помощью мьютексов, семафоров и т. д.
Асинхронность же основана на событийной модели — код выполняется последовательно в рамках одного потока, но части кода могут приостанавливаться в ожидании каких-либо событий (например, завершения ввода-вывода).
Это позволяет избежать сложностей синхронизации, но ограничивает возможности параллелизма.
Таким образом, многопоточность эффективнее использует ресурсы процессора, а асинхронность проще в реализации и избегает проблем синхронизации.
В чем разница между многопоточностью и асинхронностью?
При многопоточности создаются несколько потоков управления, которые выполняются параллельно и могут разделять общие данные.
Это позволяет эффективно использовать многоядерные процессоры, но требует синхронизации доступа к общим данным с помощью мьютексов, семафоров и т. д.
Асинхронность же основана на событийной модели — код выполняется последовательно в рамках одного потока, но части кода могут приостанавливаться в ожидании каких-либо событий (например, завершения ввода-вывода).
Это позволяет избежать сложностей синхронизации, но ограничивает возможности параллелизма.
Таким образом, многопоточность эффективнее использует ресурсы процессора, а асинхронность проще в реализации и избегает проблем синхронизации.
std::get
Функция
Она применяется, когда нужно получить доступ к элементу внутри контейнера, такого как массив, вектор, map и другие. При этом сам тип контейнера может быть обобщенным.
Это упрощает код и делает его более универсальным. Нет необходимости писать отдельный код для доступа к элементам структур.
Функция
std::get используется для получения элемента из структуры данных по указанному индексу или ключу. Она применяется, когда нужно получить доступ к элементу внутри контейнера, такого как массив, вектор, map и другие. При этом сам тип контейнера может быть обобщенным.
std::get позволяет абстрагироваться от конкретного типа контейнера и работать с элементами единообразно, указывая лишь индекс или ключ нужного элемента.Это упрощает код и делает его более универсальным. Нет необходимости писать отдельный код для доступа к элементам структур.
std::optional
Он используется для обозначения опционального значения.
Основное его применение — возвращать значение из функции, которое может отсутствовать. Например, при поиске элемента в контейнере, если элемент не найден, вместо исключения можно вернуть
Также он удобен при работе со значениями, которые могут отсутствовать, например при чтении из базы данных.
По сравнению с указателями
Кроме того, он не имеет проблем с утечками памяти и инициализацией.
std::optional — это класс-обертка, который может содержать значение или быть пустым. Он используется для обозначения опционального значения.
Основное его применение — возвращать значение из функции, которое может отсутствовать. Например, при поиске элемента в контейнере, если элемент не найден, вместо исключения можно вернуть
std::optional.Также он удобен при работе со значениями, которые могут отсутствовать, например при чтении из базы данных.
По сравнению с указателями
std::optional более выразителен — сразу видно, что значение может отсутствовать. Кроме того, он не имеет проблем с утечками памяти и инициализацией.
Ключевое слово auto
Он был введен в C++11 для упрощения объявления переменных, избавляя от необходимости указывать длинные и сложные типы.
При использовании
Работает для любых типов данных — встроенных, пользовательских, шаблонов.
Переменная, объявленная с
#это_база
auto — это тип вывода, который позволяет компилятору автоматически определять тип переменной на основе выражения инициализации. Он был введен в C++11 для упрощения объявления переменных, избавляя от необходимости указывать длинные и сложные типы.
При использовании
auto тип переменной выводится компилятором во время компиляции и не может меняться во время выполнения.Работает для любых типов данных — встроенных, пользовательских, шаблонов.
Переменная, объявленная с
auto, всегда инициализируется при объявлении.auto полезен при работе с итераторами, с функциями возврата сложных типов, для упрощения кода.#это_база